لا تنجح طبقة الخرسانة المرشوشة إلا عندما تستوفي المادة التي تلتصق بالجدار متطلبات المشروع. فحتى لو كانت الدفعة المُعدة في الخلاط واعدة، فإنها قد تؤدي مع ذلك إلى ارتداد مفرط، أو انسداد الخراطيم، أو ضعف الالتصاق، أو ظهور نقاط ضعف خلف حديد التسليح. وتؤثر كل من الخلطة، والمعدات، ومشغل الفوهة، والسطح الأساسي، وعملية المعالجة على الطبقة الموضوعة.
في شركة شاندونغ جيانبانغ للألياف الكيميائية المحدودة، نوفر ألياف التسليح Ecocretefiber™ لاستخدامات الخرسانة. نتعاون مع المشترين الذين يحتاجون إلى اختيار درجة الألياف واختبارها في الخلطة المرشوشة الفعلية. يشرح هذا الدليل عمليات الخلط الجاف والخلط الرطب، وعوامل التحكم الرئيسية في الخلطة، ودور الألياف، والمسار العملي بدءًا من اللوح التجريبي وصولًا إلى مراقبة الجودة في الموقع.
ما هو الخرسانة المرشوشة وأين تُستخدم؟
الخرسانة المرشوشة هي خرسانة أو ملاط يتم رشه بسرعة عالية على سطح ما. ويساعد التصادم على تماسكها في مكانها. وتُستخدم عادةً لدعم الأنفاق والمناجم، وتثبيت المنحدرات، ودعم أعمال الحفر، وحماية الصخور، وإصلاح الهياكل، والأسطح ذات الأشكال التي يصعب تشكيلها وصبها. ويمكن أن تقلل من كمية قوالب الصب، خاصةً على الأسطح العمودية أو المعلقة. شرح المعهد الأمريكي للخرسانة لمفهوم الخرسانة المرشوشة يُفرّق بين العمليات الرطبة والجافة بناءً على توقيت دخول الماء إلى الخليط.
الطبقة المرشوشة ليست بالضرورة أقوى أو مانعة لتسرب المياه أو أرخص من الخرسانة المصبوبة. فهذه النتائج تعتمد على تحضير السطح، وتصميم الخلطة، ومهارة الصب، والسماكة، وعملية المعالجة. فوجود طبقة أساس نظيفة وسليمة، ووصول مناسب للفوهة، لهما نفس الأهمية التي يكتسيها ارتفاع نسبة الأسمنت. وإذا كانت المواصفات تتطلب دعماً مبكراً للأرضية، أو التماسك، أو القوة، أو انخفاض النفاذية، أو القدرة على تحمل التشققات اللاحقة، فإن كل متطلب من هذه المتطلبات يحتاج إلى طريقة قبول خاصة به.
الخرسانة المرشوشة بالخلط الجاف والخلط الرطب
الخرسانة المرشوشة الجافة تنقل الأسمنت والركام الجاف أو المُبلَّل مسبقًا عبر خرطوم. ويُضاف الماء عند الفوهة. ويتحكم المشغل في الفوهة في كمية الماء المضافة وفي عملية الرش. ويمكن أن تكون هذه العملية مفيدة في الأعمال المتقطعة والمواقع التي يتم فيها صب كميات صغيرة في كل مرة. ويتعين إيلاء اهتمام دقيق للتحكم في كمية الماء عند الفوهة، والغبار، والارتداد.
الخرسانة المرشوشة بالخلط الرطب يتم خلط الأسمنت والركام والماء ومعظم المواد المضافة قبل الضخ. يعمل الهواء المضغوط عند الفوهة على تسريع التدفق؛ ويمكن حقن مادة مسرعة التصلب بالقرب من الفوهة. يمكن قياس محتوى الماء عند الخلط، وتناسب هذه العملية الأعمال المستمرة ذات الحجم الأكبر. وتصبح قابلية الضخ، والانسيابية، ووقت التسليم، وتوافق مسرع التصلب عوامل تحكم أساسية. غالبًا ما ينتج عن الرش الرطب غبار أقل مقارنة بالرش الجاف، لكن النتيجة الفعلية تعتمد على المعدات والتهوية والتقنية المستخدمة.
| نقطة اتخاذ القرار | طريقة الخلط الجاف | طريقة الخلط الرطب |
| إضافة الماء | بشكل أساسي عند الفوهة | تم القياس قبل الضخ |
| التحكم في الحقل الرئيسي | تغذية مستقرة وتعديل تدفق المياه في الفوهة | استقرار المزيج الطازج وقابليته للضخ |
| مشكلة تشغيلية نموذجية | الغبار والارتداد | انسداد الخرطوم، وتغير معدل الانسياب، والجرعات عند الفوهة |
| المؤهلات | قم برش لوحة مع تحديد المعدات والطاقم المطلوبين | قم برش اللوحة بالمزيج المطلوب، مع استخدام المضخة والمسرع وفريق العمل |
يجب أن يستند الاختيار إلى عوامل مثل سهولة الوصول إلى موقع العمل، ومخرجات العمل، والمعدات، وخبرة الطاقم، ومواصفات الأداء. ACI PRC-506-22، *الخرسانة المرشوشة – دليل* ويشمل ذلك كلا العمليتين، أي الاختبارات السابقة للبناء، وعملية الصب، والتصلب، والاستلام. فالطريقة التي تبدو فعالة على ورقة تركيبة الخلطة لا تزال تحتاج إلى تجربة رش ناجحة.
تصميم المزيج الخاص بالطبقة المرشوشة
يبدأ تصميم خليط الخرسانة المرشوشة بالأداء المطلوب في الموقع، وليس بنسبة ثابتة بين الأسمنت والركام. وقد يحدد المشروع قوة الضغط بعد 28 يومًا، ومؤشرًا لمرحلة القوة المبكرة، وقوة الالتصاق، والسماكة، والمتانة، والصلابة. ثم يختار المصمم تصنيف الركام، والمادة الرابطة، والماء، والمواد المضافة، وأي ألياف، بحيث يتمكن الخليط من المرور عبر المعدات والالتصاق بالسطح.
الأسمنت، والركام، والماء، ومسرع التصلب
يجب أن يمر الركام عبر المضخة والخرطوم والفوهة، مع الحفاظ على تكوين طبقة متماسكة. ويجب أن يتناسب الحجم الأقصى للركام وتصنيفه مع المعدات وسماكة الطبقة ومسافة تباعد حديد التسليح والمواصفات. فزيادة كمية الركام الخشن قد تؤدي إلى ارتفاع معدل الارتداد وتجعل من الصعب ملء المناطق الضيقة. كما أن قلة كمية الركام الخشن المفيد أو سوء التدرج الحبيبي قد يزيد من الحاجة إلى العجينة والانكماش. ولا ينبغي أبدًا نسخ نسبة الرمل في خليط محدد دون التحقق من المواد المتوفرة محليًّا.
تؤثر نسبة الماء إلى المواد الأسمنتية على القوة والمتانة، لكن الخلطة التي تحتوي على كمية قليلة جدًّا من الماء قد لا تُضخ أو تُضغط بشكل جيد. أما الخليط الذي يحتوي على كمية ماء زائدة فقد يتدلى أو يرتد بشكل غير متساوٍ أو يفقد قوته. كما تتطلب أعمال الخلط الرطب الحصول على درجة انسيابية أو تدفق مناسبة عند الضخ. لا تحاول معالجة ضعف قابلية الضخ بمجرد إضافة الماء في موقع العمل. أعد فحص رطوبة الركام وتسلسل الخلط واستخدم مادة مخفضة للماء متوافقة.
يمكن أن يساعد المُسرِّع الطبقة الجديدة على الثبات على الجدار واكتساب قوة مبكرة. كما أنه يغير وقت التصلب وقد يؤثر على القوة والمتانة في مراحل لاحقة. يجب اختياره مع الأسمنت والمواد المضافة الأخرى، ثم تحديد الجرعة خلال تجربة الرش. التصلب المبكر ليس بديلاً عن الخصائص المطلوبة للخرسانة المتصلبة. يجب أن تكون المياه نظيفة ومناسبة للخرسانة، ويجب أن يبدأ التعتيق وفقًا للإجراءات المعتمدة بعد صب الخرسانة.
الحساب المطبق ليس سوى نقطة انطلاق
لنتخذ مثالاً على غربال الخلط الرطب الذي يحتوي على 200 كجم/م³ من ماء الخلطة و... مقترح نسبة الماء إلى الأسمنت تبلغ 0.45. وتُعطينا الحسابات نتيجة تقارب 444 كجم/م³ من الأسمنت قبل إجراء أي تغييرات تتعلق بالمواد الأسمنتية المضافة، أو رطوبة الركام، أو سوائل الإضافات. إذا كانت جرعة مُسرِّع التصلب التجريبية هي 4% من كتلة الأسمنت, ، ويبلغ الحساب الأولي حوالي 17.8 كجم/م³. ويشير هذا الرقم إلى كتلة المنتج المختار على أساس جرعة محددة؛ ولا يُشير إلى وقت التصلب.
يمكن لبرنامج الفرز الحفاظ على ثبات محتوى الماء ونسبة الرمل أثناء اختبار عدة نسب حول القيمة المقترحة. وينبغي أن يسجل البرنامج قابلية التشغيل قبل المضخة، وضغط الفوهة، ومعدل ضخ المُسرِّع، والارتداد، والتراكم، والتصلب المبكر، والقوة اللاحقة. ثم يقوم الفريق بتعديل متغير واحد في كل مرة. والخلطة المقبولة هي تلك التي تستوفي المواصفات بعد الرش, ، وليس ذلك الذي يتميز بأدق الحسابات.
فهم مفاهيم «الارتداد» و«الترابط» و«جودة الطبقة»
الارتداد هي المادة التي ترتد بعيدًا عن السطح بدلًا من أن تصبح جزءًا من الطبقة. وهذا يؤدي إلى إهدار المواد وقد يغير تركيبة ما يتبقى. يمكن أن يتأثر الارتداد باتجاه الركيزة، ومسافة الفوهة وزاويتها، وضغط الهواء، وتصنيف الركام، ومحتوى الماء، وكثافة حديد التسليح، ومهارة المشغل. ولا يمكن ضمان أن يكون معدل الارتداد من سطح معين أو طريقة رش معينة هو نفسه بالنسبة لآخر. قم بتسجيله في التجربة الخاصة بالمشروع، وحافظ على إبعاد حطام الارتداد عن الطبقة النهائية.
السند يبدأ الأمر بالسطح الأساسي. قم بإزالة الصخور المتناثرة، والخرسانة الضعيفة، والغبار، والملوثات وفقًا لما تتطلبه طريقة تنفيذ المشروع. قم بإعداد السطح والتحكم في الرطوبة وفقًا للإجراءات المعتمدة. لن يؤدي استخدام خليط كثيف إلى إصلاح واجهة غير سليمة. وعندما يكون الالتصاق أحد معايير التصميم، استخدم اختبار قوة الانزلاق المحدد أو أي اختبار آخر ذي صلة، وحدد نمط الفشل المقبول قبل بدء العمل.
جودة الطبقة ويشمل ذلك السماكة الكافية، والتغطية خلف حديد التسليح، وخلو الطبقة من التكتلات أو الفراغات، وعملية المعالجة. يمكن أن يُحدث تسلسل الرش وزاوية الفوهة فرقًا كبيرًا عند القضبان والشبكات والزوايا والمناطق العلوية. ولا يمكن أن تُثبت قوة المكعب أو الأسطوانة العالية للخرسانة المصبوبة بالطريقة التقليدية أن الطبقة المرشوشة سليمة. يجب أن يتدرب طاقم العمل في ظل نفس ظروف الوصول والتسليح المتوقعة في موقع العمل.
أين تضيف الألياف قيمة في الخرسانة المرشوشة
يمكن أن تساعد الألياف في الحد من التشقق أو توفير مقاومة للتشقق بعد حدوثه، لكن وظيفتها تعتمد على نوع الألياف، وشكلها الهندسي، وكميتها، وتوزيعها، وكمية ما يتبقى منها في الطبقة المرشوشة. ACI PRC-506.1-21، *الخرسانة المرشوشة المقواة بالألياف – دليل* يركز هذا الكتاب على الألياف الكلية الفولاذية والاصطناعية، ويناقش التغييرات في التركيبة، وعملية الصب، والمتانة، والاختبار، ومراقبة الجودة.
ألياف البولي بروبيلين الدقيقة للحد من التشققات في المراحل المبكرة
تتوزع ألياف البولي بروبيلين الدقيقة الناعمة بأعداد كبيرة عبر الخليط. ويمكن اعتبارها عاملاً فعالاً في الحد من انكماش البلاستيك والتحكم في التشققات المبكرة. وهي لا بديل مباشر لتقوية الهيكل أو مستوى محدد من المتانة بعد حدوث التشققات. توفر تقنية Ecocretefiber™ ألياف دقيقة أحادية الخيط من البولي بروبيلين التي يمكن للمشترين تقييمها في خليطهم الأسمنتي. تأكد من طول الألياف وتوزيعها وسلوك الرش الطازج للدرجة المختارة.
ألياف اصطناعية كبيرة الحجم للاستجابة بعد حدوث التشققات
تعمل الألياف الاصطناعية الكبيرة على سد الشقوق الأوسع، ويمكن تحديدها لغرض امتصاص الطاقة أو السعة المتبقية عند اختبار الخرسانة المرشوشة باعتبارها مادة مركبة. إن منتجاتنا ألياف PP الاصطناعية الكبيرة Ecocretefiber™ تتضمن الصفحة خيارات الطول 30 و40 و50 و60 ملم، بالإضافة إلى قيمة تقريبية 3-6 كجم/م³ نطاق الاستخدام للخرسانة المرشوشة أو تجارب المتانة العالية. هذه إرشادات خاصة بالدرجة وصفحة المنتج، وليست جرعة عامة أو ضمانًا لأداء الخرسانة بعد وضعها.
يجب أن يتم تغذية الألياف بشكل متساوٍ، وأن تمر عبر المضخة والفوهة، وأن تظل موزعة في الطبقة. وقد تؤثر الألياف الأطول أو الجرعة الأعلى على قابلية التشغيل ومخاطر الانسداد. اطلب من طاقم الفوهة فحص التوزيع وقياس استجابة اللوحة النهائية. لا يتعرض البولي بروبيلين للصدأ، وهو ما قد يكون مفيدًا في البيئات المكشوفة، لكن مقاومة التآكل وحدها لا تثبت التكافؤ الهيكلي مع الشبكة أو الألياف الفولاذية.
ألياف فولاذية ذات أطراف معقوفة للتثبيت الميكانيكي
يمكن للألياف الفولاذية ذات الأطراف الملتوية أن توفر جسرًا قويًا للشقوق بفضل مقاومتها للانزلاق. إن منتجاتنا ألياف فولاذية ذات أطراف معقوفة من نوع Ecocretefiber™ تقدم هذه الصفحة معلومات إرشادية 25-45 كجم/م³ نموذج تجريبي لإجراء تجارب الخرسانة المرشوشة والإصلاحات. ويختلف طوله وقطره ونسبة العرض إلى الارتفاع باختلاف الطراز. ويجب أن تُظهر التجربة التوزيع المناسب، وقابلية الضخ، وسلوك الارتداد، وسمك الطبقة التغطية، والنتيجة المطلوبة بعد حدوث التشقق. كما تؤثر ظروف التعرض ومظهر السطح على اختيار الدرجة المناسبة.
لا تحل الألياف الاصطناعية الكبيرة ولا الألياف الفولاذية محل التسليح الأساسي تلقائيًا. أي تغيير مقترح على تصميم الشبكات أو القضبان أو الدعامات الأرضية هو من اختصاص المهندس ومواصفات المشروع. وينبغي أن تستند مقارنة المشتريات إلى طبقة رش تم اختبارها وتكلفة النظام المركب، بما في ذلك إعادة التثبيت والتركيب، بدلاً من كيلوغرامات الألياف وحدها.
التأكد من مطابقة الطاقم والمعدات والمواد النهائية للمعايير المطلوبة
تبدأ خطة التأهيل العملية قبل بدء الرش الإنتاجي. يجب الاتفاق على المواصفات، وأنواع الخلطات المعتمدة، ودرجة الألياف وجرعتها، ومنتج التسريع، وإعدادات المضخة والفوهة، واتجاه اللوحة، وتفاصيل التعزيز، واختبارات القبول. يجب أن يكون مشغل الفوهة وممثل المعدات من نفس فريق العمل. فاللوحة التي يتم تصنيعها في وضع أفقي سهل لا يمكن أن تؤهل تلقائيًا مقطع نفق علوي مزدحم.
ASTM C1140/C1140M-11 (2019) يصف هذا المعيار إعداد ألواح اختبار الخرسانة المرشوشة بالخلط الرطب أو الجاف، والعينات المقطوعة أو المستخرجة منها. بالنسبة لاختبار العينات المأخوذة من الموقع،, ASTM C1604/C1604M-05 (2019) يتناول هذا البند الحصول على عينات من الخرسانة المرشوشة المحفورة واختبارها. وينبغي أن تحدد خطة القبول موقع العينة وعمرها ومعالجتها وتواتر أخذ العينات وفقًا للوثائق المحددة للمشروع. ولا يُعتبر الرقم المستمد من عينة مصبوبة غير تمثيلية بديلاً عن الأدلة المستمدة من المواد الموضوعة فعليًّا.
عندما يعتمد التصميم على متانة الألياف، حدد معيارًا مناسبًا ما بعد الانشقاق اختبار. ASTM C1550-26 يقيس امتصاص الطاقة في لوح دائري من الخرسانة المسلحة بالألياف يخضع لحمل مركزي. وتكون النتيجة خاصة بتلك العينة وتلك التكوينات التحميلية. يجب تسجيل الانحراف المحدد وعتبة القبول قبل إجراء الاختبار، وإعداد ألواح الخرسانة المرشوشة وفقًا للإجراءات الصحيحة. ولا يمكن لشهادة قوة الشد للألياف أن تحل محل نتيجة الاختبار الخاصة باللوح.
| المرحلة | سجل الأداء الوظيفي | ما الذي يساعد في التحقق منه |
| قبل الرش | المواد، الخلطة، دفعة الألياف، المُسرِّع، الرطوبة، الخصائص الأولية | قابلية تكرار الإعداد المعتمد |
| أثناء الرش | إعدادات المضخة/الفوهة، المشغل، حالة السطح، السماكة، الارتداد | جودة الاستثمار والعائد الفعلي |
| بعد الرش | المعالجة، أرقام تعريف الألواح، مواقع النوى، نتائج اختبارات القوة والمتانة | الأداء في الموقع وإمكانية التتبع |
في حالة فشل اللوحة، قم بتشخيص السبب قبل زيادة كمية الألياف. قد تعزى نتيجة المتانة المنخفضة إلى سوء التشتت، أو فقدان الألياف عند الارتداد، أو ضعف المصفوفة، أو التوجيه غير الصحيح للوحة، أو طريقة التحضير للاختبار. كما أن زيادة كمية الألياف قد تجعل ضخ الخليط أكثر صعوبة. قم بتصحيح السبب، وكرر التجربة، وقم بتوثيق التكوين الجديد.
شراء الألياف لإجراء تجربة محددة على الخرسانة المرشوشة
من المفيد توجيه استفسار إلى شركة شاندونغ جيانبانغ يتضمن تفاصيل حول العملية (الرطبة أو الجافة)، والتطبيق، وسماكة الطبقة، ونوع المضخة والفوهة، والحجم الأقصى للركام، والأسمنت والمسرع، والتعرض للعوامل الخارجية، وأي تكتل في حديد التسليح. يرجى إضافة القوة المطلوبة، ومدة النضج، والمتانة، وطريقة الاختبار. يمكننا بعد ذلك مناقشة استخدام درجة من ألياف Ecocretefiber™ المصنوعة من البولي بروبيلين الدقيق (micro PP)، أو الألياف الاصطناعية الكبيرة (macro synthetic)، أو الفولاذ ذي الأطراف الملتوية (hooked-end steel) للتجربة الأولى، وتزويدكم بوثائق الدرجة الحالية.
اطلب الحصول على البيانات الدقيقة المتعلقة بهندسة الألياف، والتعبئة، ورقم تعريف الدفعة، والشهادة، وأي أوراق إرشادية سارية تتعلق بالسلامة أو طرق المناولة. قم بالتنسيق مع منتج الخرسانة بشأن إضافة الألياف. قم بجرعة الألياف بحيث تتوزع قبل الضخ، مع اتباع تعليمات المنتج والمعدات المختارة. احرص على أن تكون الدفعة الأولى من الإنتاج ضمن النطاق المؤهل. في حالة تغيير درجة الألياف أو المُسرع أو الركام أو ترتيب المضخة، قرر مع المهندس ما إذا كانت هناك حاجة لإجراء تجربة جديدة.
الأسئلة الشائعة
هل الخرسانة المرشوشة ذات المزيج الرطب أفضل دائمًا من تلك ذات المزيج الجاف؟ لا. فالمزيج الرطب يوفر كمية محددة من الماء في كل دفعة، وغالبًا ما يكون مناسبًا للإنتاج المستمر. أما المزيج الجاف فقد يكون مناسبًا للأعمال المتقطعة. ويُحدد الاختيار بناءً على الموقع والمعدات وطاقم العمل ومستوى الأداء المطلوب للرش.
هل يؤدي ارتفاع نسبة الأسمنت إلى تقليل الارتداد تلقائيًا؟ لا. فهناك عوامل أخرى مهمة أيضًا، مثل درجة الانحدار، والمياه، وتقنية استخدام الفوهة، والاتجاه، وحالة السطح. وينبغي أن تقيس التجربة مدى الارتداد وخصائص الطبقة المتبقية.
هل يمكن لألياف البولي بروبيلين الدقيقة أن تفي بمتطلبات الصلابة الهيكلية؟ يجب تحديد ألياف البولي بروبيلين الدقيقة وفقًا للدور الذي تم اختبارها من أجله. وعادةً ما يتطلب معيار صلابة ما بعد التصدع وجود نظام مناسب من الألياف الكبيرة وإجراء اختبار للمركب، مع الحصول على الموافقة الهندسية.
هل يمكن للألياف أن تحل محل الشبكات الملحومة في دعامة الأنفاق؟ ولا يتم ذلك إلا بعد موافقة المهندس على التصميم الذي خضع للاختبار وفقًا لقواعد المشروع ذات الصلة. وتُعتبر كل من نوع الألياف، والجرعة، وسماكة الخرسانة المرشوشة، وظروف التربة، ونتائج الاختبار بعد حدوث التشققات، عوامل مهمة.
ما الذي يجب أن يختبره الاختبار التجريبي الأول؟ وينبغي أن تتحقق من التغذية والتوزيع، وأداء المضخة والفوهة، والارتداد، والتراكم، والتصلب المبكر، والسماكة، والقوة، وأي نتائج مطلوبة تتعلق بالالتصاق أو المتانة.
حدد الطبقة التي تم رشها، ثم حدد الألياف
يجب أن يربط تصميم الخرسانة المرشوشة بين عملية خلط المواد وعملية الصب في الموقع والاختبار النهائي. اختر الطريقة الجافة أو الرطبة المناسبة للمشروع، واضبط التركيبة من خلال إجراء تجربة رش تمثيلية، وقم بقياس الكمية التي تلتصق بالسطح. وفي حالة الحاجة إلى استخدام الألياف، حدد الهدف المطلوب فيما يتعلق بالسيطرة على التشققات أو ما بعد التشققات قبل اختيار النوع والجرعة.
يمكن لشركة شاندونغ جيانبانغ مساعدتك في المقارنة خيارات ألياف الخرسانة Ecocretefiber™ في تلك المحاكمة. اتصل بفريقنا مع مواصفات المشروع، والتركيبة المقترحة، والمعدات، وخطة الاختبار. وسنساعدك في تحديد درجة المنتج المناسبة والوثائق المطلوبة للتأهيل.
